Hệ DCS thƣờng gồm 3 cấp và thực hiện liên kết với một phần cấp quản lí và điều hành sản xuất thông qua hệ thống quản lí thông tin. Sơ đồ cấu hình tiêu biểu của hệ DCS nhƣ hình 2.6.
28
+ Cấp trƣờng (Field Bus) - Cấp chấp hành – cảm biến : gồm các bộ phân phối I/O phân tán (ví dụ ET 200 M hoặc I/O S7-300,..) để ghép nối với các cảm biến, các cơ cấu chấp hành, xử lí sơ bộ trƣớc khi gửi lên cấp điều khiển. Cấp trƣờng có thể có các bộ điều khiển cục bộ nhỏ (ví dụ S7 300,…) thực hiện điều khiển các công đoạn nhỏ, hoặc độc lập.
Hình 2.6. Cấu hình chung hệ thống DCS
+ Cấp điều khiển: Bao gồm một số bộ điều khiển cơ lớn (Control Station). Bộ điều khiển có thể là máy tính, PLC (ví dụ Siemens: PLC S7400) Yokogawa: VP- Centum; Centun CS 3000…), bộ điều khiển công nghiệp hoặc máy tính cá nhân công nghiệp Yokogawa : VP-Centum; Centum CS 3000…). Bộ điều khiển thực hiện các thuật toán điều chỉnh ví dụ các bộ điều khiển PID và điều khiển logic (PLC) có chức năng điều khiển cục bộ các công đoạn của nhà máy và toàn nhà máy. Ngoài ra còn có chức năng truyền thông với cấp cảm biến, điều khiển cơ cấu chấp hành để lấy thông tin đầu vào và xử lý tín hiệu, thực hiện các thuật toán điều khiển và gửi tín hiệu xuống
29
điều khiển cơ cấu chấp hành ở cấp chấp hành. Các bộ điều khiển có thể truyền thông nhau qua mạng truyền thông cấp điều khiển.
Thông thƣờng, các trạm điều khiển gồm các khâu : Khối xử lý trung tâm (CPU)
Khối môđun vào ra tƣơng tự và số Khối giao diện với Bus hệ thống Khối giao diện với Bus trƣờng.
+ Cấp vận hành, giám sát chỉ huy: Trạm vận hành (OS) giao diện Ngƣời - máy với quá trình, cung cấp đồ họa mô tả hoạt động nhà máy, Trạm kỹ thuật (ES).
Các trạm vận hành có thể vận hành độc lập hoặc song song. Để tiện quản lý, mỗi trạm vận hành tƣơng ứng với mỗi công đoạn. Tuy nhiên các trạm vận hành nối chung một mạng và phần mềm trên tất cả các trạm hoàn toàn giống nhâu, nên có thể truy nhập vào nhau hoặc có thể thay thế nhau.
Chức năng cơ bản của trạm vận hành:
- Hiển thị lƣu đồ công nghệ, điều khiển một quá trình của một công đoạn: Tổng quan, nhóm, từng thiết bị, đồ thị thời gian thực, lịch sử vận hành và lỗi.
- Hỗ trợ hệ thống thông qua các công cụ thao tác. - Tạo và quản lý các công thức điều khiển.
- Xử lý các lỗi và sự kiện.
- Lƣu trữ, quản lý, xử lý dữ liệu.
- Chuẩn đoán hệ thống, hỗ trợ ngƣời vận hành và bảo trì hệ thống. - Hỗ trợ lập báo cáo.
Trong trạm vận hành có các dạng: Màn hình + bàn phím + chuột và hiện nay là các màn hình chạm (touch Screen). Một trạm vận hành có thể bố trí theo kiểu một ngƣởi sử dụng (một hoặc nhiều màn hình) hoặc nhiều ngƣời sử dụng với nhiều thiết bị đầu cuối.
Trạm kỹ thuật là nơi cài đặt các công cụ phát triển, cho phép cài đặt hệ thống; tạo và theo dõi các chƣơng trình ứng dụng điều khiển và giao diện ngƣời máy; đặt cấu hình và tham số hoá các thiết bị trƣờng.
30
Một số hệ điều khiển phân tán tiêu biểu của các dây chuyền sản xuất ở Việt nam là PCS7 của Siemens; Centum CS1000, CS3000, Centum VP của Yokogawa; Advant OCS của ABB.